大功率电力机车辅助变流器调制切换策略研究

在大功率电力机车辅助变流器的应用中,由于受到输出电压总谐波畸变率(THD)总量要求及开关频率的制约,在额定输出时常采用特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方式;对电力机车大功率辅助变流器常用的SHEPWM进行了详细分析,并针对双极性电压型逆变器建立数学模型;介绍了常用的特定消谐方程组开关角解法及开关角的高阶多项式拟合方...     

DSP在逆变器PWM控制中的应用

以TI公司的TMS320LF2407A芯片为例,介绍了DSP在逆变器控制中的应用,并详细描述了各类PWM波形特别是特定谐波消除PWM(SHEPWM)的产生办法。对于工程人员认识和使用DSP有很好的指导作用。     

交流牵引系统PWM策略切换研究

交流牵引系统在多模式调制方式下运行时会产生切换电流冲击,为保证平滑切换,论述了一种先由异步SPWM调制向普通同步SPWM调制切换,再由普通同步SPWM调制向分段特定谐波消除脉宽调制(Selected Harmonic Eliminate Pulse Width Modulation,简称SHEPWM)切换,最后在SHE分段同步调制下不同载波比进行切换调制的控制模式.基于交流器输出电压频谱特性及各调制模式特点,建立了仿真模型,通过对各调制模式间切换时仿真波形的分析和比较,确定两种调制模式切换的合理位置,并通过机车牵引实验对切换位置的合理性进行了验证,有效避免了切换引起的电流冲击.该研究为机车牵引控制方案的选择提供了直接依据.     

面向电机模拟器的PWM优化调制方法研究

考虑不同调制下的系统状态,提出一种基于调制度优化的新脉宽调制(PWM)方法.详细分析了电机模拟器(EME)的原理、应用环境和技术方案,并且搭建了功率级EME实验平台.实验结果表明,新的PWM算法与仿真分析的效果一致.在EME实验平台的不同工况下进行了测试,实验结果表明,新的PWM算法电流谐波更小,可以较好地模拟电机的输...     

适用于三电平逆变器的特定谐波消除脉宽调制方法

特定谐波消除脉宽调制方法SHEPWM近来受到人们的普遍关注，其通过开关时刻的优化选择，消除选定的低次谐波，具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点。本文首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形，研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法，提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法，使得求解非线性方程组的速度明显加快；根据非线性方程组的数值解，用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究；用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型，以双DSP中压变频控制平台为控制器，对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。     

一种电流型三相逆变器PWM调制的数字实现

对一种倍频式电流型三相逆变器PWM调制方法进行分析,并用DSP与CPLD配合的数字方式实现了该调制方法.仿真结果显示,该调制方法与传统方法相比具有更好的开关损耗、THD特性.实验结果表明,提出的方案能够高质量地实现该调制方法,具有一定的实用价值.     

优化多电平逆变器多波段SHEPWM控制技术

特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术在逆变器脉宽调制(PWM)控制,尤其是在高压大容量多电平逆变器控制方面备受关注。利用三角余弦函数倍角关系,将七电平逆变器多波段SHEPWM消谐方程组转换为代数多项式组的形式,然后利用Matlab中Solve函数得到全调制比下的所有解。经分析,绘制了总谐波畸变率(THD)最小值随调制比变化的曲线及对应的消谐开关角度轨迹。仿真和实验证明,利用该方法求取的开关角度解正确可行,并且具有高效、快速等优点,对开关角度合理选取及改善多电平逆变输出电压质量很有意义。     

风力发电逆变器调制方法的仿真研究

针对于变速风力发电系统中的逆变器,提出了谐波消除(Harmonic Elimination简称HE)、电流滞环(Current Hysteresis简称CH)和空间矢量(Space Vector简称SV)三种PWM控制策略,并对三种方法进行了具体的分析和比较,最后还对这三种方法进行了仿真研究,结果证明了理论分析的正确性.     

两电平逆变器半周期对称SHEPWM方法

提出了“关于正负2个半周期镜对称”和“关于T/2点奇对称”2种PWM波对称方式,以半周期内20个开关切换角为例,通过对两电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)非线性方程组的建立、初值选择和求解,详细研究了两电平逆变器的SHEPWM方法.为了说明半周期对称SHEPWM问题具有更多解的特点,求取了很多组有效数值解,并以抽样点数值解和调制比在全范围内解的变化轨迹的形式列举了其中8组解.在调制比为0.8的情况下,对抽样点数值解进行了仿真与实验研究,仿真与实验结果一致,证明了所提方法的有效性与实用性.     

ANPC三电平逆变器SHEPWM优化研究

对有源中点箝位型(ANPC)三电平逆变器在特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制策略下的母线中点电压平衡问题进行了研究。通过研究SHEPWM与空间矢量脉宽调制(SYPWM)的本质联系,将SHEPWM三相输出视为与SVPWM一致的空间矢量集,分析SHEPWM的解得到开关矢量对中点电压的影响,从而提出一种SHEPWM优化控制策略,该控制策略通过动态变换SHEPWM的开关状态,将一个小矢量替换为与之成对的另一个小矢量,从而在不影响消除线电压特定谐波的前提下,选择合适的小矢量使中点电压趋于平衡,最后搭建了三电平实验平台对所提出的控制策略进行实验验证,实验结果表明了该控制策略的有效性。     

高功率因数三相脉冲宽度调制整流器的研制

三相整流器可以实现单位功率因数运行和低谐波含量,可以有效减少电力电子设备对电网的干扰,而且有利于大功率场合应用。以TMS320F2812为控制芯片,介绍了一款14 kW三相电压型脉冲宽度调制整流器的研制,并给出试验结果。     

基于改进非零矢量脉宽调制的三相逆变器共模电压抑制方法

三相逆变器的电机驱动系统会产生较大的共模电压,其对电机的危害巨大,传统脉宽调制(PWM)共模电压抑制方法忽略了死区的影响。为使得永磁同步电机三相PWM逆变器输出的共模电压得到有效抑制,在分析传统共模电压抑制方法的基础上,提出了一种基于改进非零矢量调制方法。该方法能较好地消除加入死区时间后逆变器输出的共模电压尖峰。利用仿真软件验证了所提方法的有效性。     

新型脉冲宽度调制整流器控制策略的研究

为减少开关损耗和提高系统动态性能,提出了一种新的脉冲宽度调制整流器的控制策略,将滞环空间矢量法、功率器件最小切换原则与负载电流矢量前馈控制方法相结合,使系统在保证动态性能的情况下减少了功率器件的开关频率,又使系统对PI参数的依赖性大大降低,且能克服网侧电压的畸变与不平衡。利用Matlab/Simulink仿真验证,方案的可行性。结果证明,该方法确实能获得期望的性能。     

用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制方法

提出一种用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)方法,即将单个三角载波信号与多个梯形波调制信号进行规则对称采样。推导了梯形波边坡角与输出基波幅值和谐波含量的关系。与其他常用的PWM方法相比,该方法调制下的输出基波幅值更高,在选取适当的边坡角后,输出波形的谐波特性非常好。以5电平和13电平级联型多电平变换器为控制对象,对所提出的PWM方法进行了仿真验证,证明其在输出电压幅值和谐波特性方面具有优良的性能。     

采用脉宽调制控制的新型故障限流器

设计了一种采用脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)控制的具有动态串联补偿功能的故障限流器,主要由以PWM原理控制的电感、开关控制的电容器组、限流电感构成。正常时通过控制投切的电容器组实现可控串联补偿功能,故障时通过改变脉冲的占空比可得到变化的阻抗,达到可控限流的目的。采用Matlab进行数字仿真证明了该故障限流器的有效性。     

中点箝位型三电平变换器SHEPWM方法研究

简单介绍了中点箝位型三电平变换器SHEPWM的原理,基于M ATLAB的FSOLVE函数解SHEPWM超越方程的方法,绘出了当超越方程个数N=11时的解轨迹曲线,从曲线上分析SHEPWM方法最大调制比可以达到1.15。为了验证上述解轨迹曲线的正确性和研究中点箝位型三电平变换器SHEPWM方法在不同调制比下的实际消谐波效果和相线电压谐波畸变,用M ATLAB的S IMUL INK图形化工具GU I仿真了各调制比下N=11时候相线电压的谐波畸变,并绘出了相线电压的消谐波效果和输出的相线电压和调制比关系曲线,得知随着调制比增大,实际的消谐波效果越来越好、输出相线电压的谐波畸变率THD也呈快速下降趋势。最后建立了三电平变换器的实验模型,用实验室开发的电力电子数控开发平台控制异步电动机的变频调速。实验结果与仿真结果一致,证实了FSOLVE函数求解的正确性和DSP数控系统控制电机调速的方便性。     

Z源三相四桥臂逆变器的三维空间矢量脉宽调制策略

对Z源三相四桥臂逆变器的稳态工作原理进行了深入分析,并提出一种改进的三维空间矢量脉宽调制策略,通过合理地选择直通桥臂,将直通状态插入到传统零矢量状态中,保证不影响有效开关状态和输出电压。同时,分析了直通占空比和调制比的耦合关系,得出直通占空比的最大取值,进而提出相应的最大恒定升压控制策略。在MATLAB/Simulink中搭建Z源三相四桥臂逆变器仿真模型,并在平衡及不平衡负载工况下进行仿真。仿真结果表明:Z源三相四桥臂逆变器在所提三维空间矢量脉宽调制策略下,不仅可以实现升压控制,而且相较传统Z源三相三桥臂逆变器,在不平衡负载条件下也能取得良好的控制效果。     

正弦脉宽调制逆变器死区典型补偿策略

从分析逆变器的死区入手,考虑了开关器件的固有特性,简单分析了死区及开关器件的固有特性对逆变器输出及整个系统的影响,选择了具有代表性的电流反馈补偿方法和基于无效器件的补偿方法,对其补偿原理进行分析,并进行了具体的MATLAB仿真研究,仿真结果表明了所提出方法的有效性和可行性,同时通过比较两种补偿方法的仿真结果,得出两种补偿方法的优劣。研究对于提高和改善变频调速系统的性能,以及对死区问题的分析有很好的借鉴意义。     

正弦波逆变器脉宽调制技术的调制模型分析

高频脉宽调制（PWM）正弦波逆变器的应用越来越广泛,对其调制模型的定量分析对系统参数设计和方案优化有重要帮助。通过双重傅里叶变换得到了正弦波逆变器3种主要PWM方法的调制模型,提出了一种新型单极性正弦波PMW（SPWM）方法,并给出了其调制模型。通过对各种调制方法的分析和比较,确定了在不同场合下的最佳调制策略:对于单相全桥逆变器,倍频式SPWM和单极性SPWM为最佳;对于组合型三相逆变器,新型单极性SPWM为最佳。仿真和实验验证表明了理论分析的正确性。     

NPC三电平逆变器PWM时降低损耗的研究

在大功率应用场合中,逆变器开关器件的损耗问题一直是制约其性能提高的因素之一.其损耗可分为通态损耗和开关损耗.讨论了这两种损耗的计算方法,并提出一种降低开关损耗的PWM方法,即SLMPWM.给出了调制度和功率因数角变化时,传统SPWM和SLMPWM策略的损耗分布区面.可见,在很大范围内,PWM策略能将开关损耗降低约一半.最后,给出了这两种调制策略谐波特性的比较,可见,SLMPWM调制策略的谐波特性与SPWM基本一致,不会由于等效开关次数降低而导致谐波特性变差.